Os ensaios de termografia realizados com o provete 1 tiveram como objetivo comparar os resultados obtidos pela técnica de TAP em modo reflexão e em modo transmissão, e avaliar a influência do tempo de excitação e do tempo de aquisição nas termografias obtidas.
Nas Figura 4.1 e Figura 4.2 apresentam-se as termografias por reflexão e transmissão do provete 1 realizadas com a câmara termográfica e a lâmpada de infravermelhos a 160 mm de distância.
Figura 4.1 – Termografias por reflexão do provete 1 com 20 s de excitação. a) t = 0 s, b) t = 10 s, c) t = 20 s, d) t = 30 s
O aquecimento não uniforme é visível na Figura 4.1 a) e b), porém, 30 segundos após o fim da excitação a superfície do provete apresenta um perfil de temperaturas uniforme fora do defeito. O defeito permanece visível e com boa definição da sua geometria entre os 10 e os 30 segundos após o fim da excitação.
Figura 4.2 – Termografias por transmissão do provete 1 com 20 s de excitação. a) t = 0 s, b) t = 10 s, c) t = 20 s, d) t = 30 s
a b c d
Capítulo 4 – Resultados Experimentais
47 Nas termografias por transmissão o defeito apresenta uma temperatura inferior à área circundante uma vez que no modo transmissão a excitação térmica e a aquisição da imagem são realizadas em faces opostas, ou seja a presença da delaminação dificulta o escoamento do calor da face em que incidiu a lâmpada para a face em que se adquire a imagem.
Conforme era expectável na termografia por transmissão o efeito de aquecimento não uniforme é menor, ainda que na Figura 4.2 sejam visíveis algumas heterogeneidades causadas por variações da emissividade na superfície do provete. Porém comparando o contraste entre o defeito e o material base na Figura 4.1 e na Figura 4.2 conclui-se que a termografia em modo reflexão produz imagens com melhor contraste e definição da geometria dos defeitos. Esta situação é realçada na Figura 4.3 onde se apresentam os perfis de temperatura de uma linha sobre o defeito das Figura 4.1 d) eFigura 4.2 d).
Figura 4.3 –Perfis de temperatura do provete 1 no instante t= 30 s em modo reflexão a), e em modo transmissão b).
Verifica-se que a diferença de temperatura entre a zona com defeito e sem defeito é de 1,5 ºC em modo reflexão e 0,6 ºC em modo transmissão.
Índice de Pixel a) b) T em p er at ur a ( oC ) T em p er at ur a ( oC ) Índice de Pixel
Capítulo 4 – Resultados Experimentais
48
4.2.2 – Resultados provete 2
Para realizar os ensaios de termografia ao provete 2 considerou-se as conclusões retiradas dos ensaios de termografia ao provete 1, tendo sido realizados apenas ensaios em modo reflexão nas mesmas condições que anteriormente.
Figura 4.4 – Termografias por reflexão do provete 2 com 30 s de excitação. a) t = 0 s, a) t = 10 s, a) t = 20 s, a) t = 30 s
Na Figura 4.4observa-se que a termografia com maior contraste, nitidez e menor influência do aquecimento não uniforme foi adquirida no instante t=30 segundos após o fim da excitação.
Verifica-se também que apesar de o aquecimento ter sido superior no lado esquerdo do provete, em resultado da posição da lâmpada de infravermelhos, a capacidade de detetar o defeito não foi afetada. Este resultado é importante para o desenvolvimento de um sistema automatizado de TAP em modo reflexão, uma vez que o menor aquecimento de uma das extremidades da área inspecionada evita a contaminação dos resultados na inspeção da área seguinte do mesmo componente.
Capítulo 4 – Resultados Experimentais
49 4.2.3 – Resultados provete 3
Os ensaios de termografia do provete 3 foram realizados com o objetivo de avaliar se uma delaminação na superfície do provete poderia ser detetada com a técnica de TAP em modo reflexão. Neste caso a delaminação tem uma dimensão reduzida e como tal não é expectável que provoque alterações na resposta térmica do provete à medida que o calor se propaga entre as duas faces do provete. Porém a presença da delaminação na superfície do provete poderia causar um aumento localizado da temperatura uma vez que a descontinuidade do material dificulta o processo de homogeneização da temperatura na superfície.
Na Figura 4.5 observa-se que imediatamente após o fim da excitação térmica existe um contraste de temperatura entre o centro da delaminação, os seus limites o restante material. O centro da delaminação permanece visível 30 segundos após o fim da excitação térmica, porém o contraste nos seus limites dissipa-se após 10 segundos.
Figura 4.5 – Termografias por reflexão do provete 4 com 30 s de excitação. a) t = 0 s, b) t = 10 s, c) t = 20 s, d) t = 30 s
Conclui-se que para delaminações paralelas à espessura e que propaguem até à superfície o melhor contraste termográfico é obtido imediatamente após o fim da excitação térmica.
Capítulo 4 – Resultados Experimentais
50
4.2.4 – Resultados provete 5
Com o provete 5 realizaram-se ensaios de termografia ativa em que se produziu uma excitação térmica por efeito de Joule resultante da aplicação de uma tensão elétrica nas extremidades dos arames de NiTi com 0,8 mm de espessura. Na Figura 4.6 apresentam- se as termografias dos instantes t = 0 s e t = 5 s após o fim da excitação elétrica para três combinações de corrente elétrica e tempo de excitação.
Figura 4.6 – Termografias do provete 5 nos instantes t=0 s e t=5 s após o fim da excitação elétrica de: a1 e a2) 0,8 A durante 20 s; b1 e b2) 1,5 A durante 5 s; c1 e
c2) 2 A durante 3 s
Na Figura 4.6 observa-se que a termografia com melhor contraste e nitidez é obtida com uma corrente de 2 A aplicada durante 3 segundos. Verifica-se também que a temperatura máxima no arame de NiTi foi 28,5 ºC, valor inferior a 52 ºC, temperatura máxima de funcionamento do PLA.
a1) a2) b1) b2) c1) c2)
Capítulo 4 – Resultados Experimentais
51 4.2.5 – Resultados provete 6
Apesar de nos ensaios de termografia realizados ao provete 5 se ter concluído que uma excitação elétrica de 2 A durante 3 segundos produzia bons resultados, realizou- se um ensaio ao provete 6 com excitação elétrica de 2 A durante 5 segundos para melhorar a visibilidade dos arames com falta de adesão.
Na Figura 4.7 é visível o contaste entre os arames com boa e má adesão ao PLA, sendo também visível o desalinhamento do arame 2.
Figura 4.7 – Termografia do provete 6 no instante t=5 s após o fim da excitação elétrica de 2 A durante 5 segundos.